[发明专利]部件的增材制造方法和增材制造的部件

说明书

在一种金属和/或玻璃和/或陶瓷部件的增材制造方法中，首先由基材颗粒和至少两相的粘合剂制备混合物。优选地，该混合物以模制化合物颗粒(2)的方式制备，使得基材颗粒借助于该至少两相的粘合剂相互粘附。该混合物分层熔化并且借助于电磁辐射(R)选择性地熔化，从而增材制造出模制件(9)。从未熔化的混合物中去除模制件(9)，然后优选地，相继去除该至少两相的粘合剂。使用该方法生成了微孔模制件(9)，该模制件在烧结之后产生具有所需密度和所需机械稳定性和/或热稳定性的部件。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2017 207 210.5的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种部件的增材制造方法。此外，本发明涉及一种增材制造的部件。

背景技术

由WO 97/13601 A1(对应于DE 696 07 975 T2)已知一种用于金属部件的增材制造方法。首先，通过对复合粉末进行选择性激光烧结来生成成型体。该复合粉末例如是聚合物涂层的金属粉末，在其中，热塑性聚合物完全覆盖金属基材颗粒。随后，用水性乳剂浸润成型体，该水性乳剂包含热固化聚合物和用于该热固化聚合物的交联剂。结果，该成型体形成刚性框架。随后，加热该成型体，以分解聚合物并烧结金属基材颗粒。通过烧结产生的金属部件可以额外用低熔点金属(例如，铜)浸渍，从而提高金属部件的密度。缺点在于该方法比较耗时，而且由于所需的工厂技术方面的原因，成本较高。另外，这些成型件的孔隙率较高，使得烧结会导致高度收缩和收缩不均匀。尽管随后使用低熔点金属进行的浸润提高了金属部件的密度和稳定性，但与传统金属部件相比，该金属部件的热性能和机械性能相当差。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、灵活且经济的方法，用于增材制造具有可调节的密度和可调节的热稳定性和/或机械稳定性的金属和/或玻璃和/或陶瓷部件。特别地，该部件应当具有高密度和高热稳定性和/或机械稳定性。

该目的是通过一种部件的增材制造方法来实现，包括以下步骤：提供基材颗粒和粘合剂，其中，所述基材颗粒选自由以下各项构成的组：金属基材颗粒、玻璃基材颗粒和陶瓷基材颗粒，并且其中，所述粘合剂包括：热塑性聚合物，和至少一种添加剂，生成成型件，其中生成基材颗粒和粘合剂的层，并且借助于电磁辐射选择性地熔化所述粘合剂来生成成型件层，并且生成至少一个基材颗粒和粘合剂的附加层，并且借助于所述电磁辐射选择性地熔化所述粘合剂来生成至少一个附加成型件层，从生成的层中取出所述成型件，从所述成型件中去除所述粘合剂，以及烧结所述成型件以获得所述部件。金属基材颗粒和/或玻璃基材颗粒和/或陶瓷基材颗粒与至少两相的粘合剂一起被分层布置。特别地，粘合剂是粉状的。为了生成成型件，借助于电磁辐射，选择性地将布置在基材颗粒之间的粘合剂分层熔化。熔化的粘合剂分布在基材颗粒之间，并且在固化后将其保持在一起，使得形成了具有较低孔隙率的相对坚固的成型件。孔隙率取决于粘合剂的比例、组成和熔体粘度。该至少一种添加剂用于影响热塑性聚合物或粘合剂的流变特性。制成后，从产生的未熔化的层中取出固态的成型件。在这种状态下，成型件被称为生坯。随后，从成型件中去除粘合剂。由于粘合剂至少由两相构成并且包含热塑性聚合物和至少一种添加剂，因此能够简单且灵活地调节粘合剂的去除，以及因此得到的去除粘合剂的成型件的孔隙率。在随后的烧结步骤中，将基材颗粒结合在一起并形成部件。特别地，烧结为固态烧结。

由于使用的是基材颗粒并且使用的是至少两相的粘合剂，因此能够以可以根据需要设置的密度和可以根据需要设置的机械稳定性和/或热稳定性，生成部件。该至少两相的粘合剂使得能够生成具有基本上无孔且均质的微观结构的成型件。由于将基材颗粒和所提供的粘合剂混合，使得该成型件具有相当高的密度，并且具有的强度足以在不被损坏的情况下，从层中的未熔化部分中取出并进行清洁。在去除粘合剂时，特别地相继去除该至少两相的粘合剂，从而获得微孔结构的成型件。基材颗粒通过微孔成型件中的热塑性聚合物保持在一起。本发明的方法能够简单、灵活且经济地应用。将基材颗粒和所提供的至少两相的粘合剂混合，以及特别地依次从成型件中去除粘合剂，特别让调节所生成的部件的密度和机械稳定性和/或热稳定性变得可能。